多张加密卡有多个队列任务需要排队等候执行时,动态调整各队列任务的优先级,尽量确保CPU资源利用率高,队列任务不空闲,使用多级反馈调度算法,C语言实现

时间: 2024-03-13 14:44:10 浏览: 18
以下是使用多级反馈调度算法,C语言实现的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 定义进程控制块结构体 typedef struct PCB { int pid; // 进程ID int priority; // 进程优先级 int burst_time; // 进程执行时间 int remain_time; // 进程剩余执行时间 int queue_level; // 进程所在队列级别 } PCB; // 定义队列结构体 typedef struct Queue { PCB* queue; // 进程队列 int front; // 队头指针 int rear; // 队尾指针 } Queue; // 定义全局变量 Queue* queues; // 队列数组 int queue_num; // 队列数量 int* time_quantum; // 时间片数组 int time_slice; // 时间片长度 // 初始化队列 void init_queue(Queue* q, int size) { q->queue = (PCB*)malloc(sizeof(PCB) * size); q->front = q->rear = 0; } // 销毁队列 void destroy_queue(Queue* q) { free(q->queue); } // 判断队列是否为空 int is_queue_empty(Queue* q) { return q->front == q->rear; } // 判断队列是否已满 int is_queue_full(Queue* q, int size) { return (q->rear + 1) % size == q->front; } // 入队 int enqueue(Queue* q, PCB* process, int size) { if (is_queue_full(q, size)) { return 0; } q->queue[q->rear] = *process; q->rear = (q->rear + 1) % size; return 1; } // 出队 int dequeue(Queue* q, PCB* process, int size) { if (is_queue_empty(q)) { return 0; } *process = q->queue[q->front]; q->front = (q->front + 1) % size; return 1; } // 将进程插入队列 void insert_process(PCB* process, int size) { int queue_level = process->queue_level; if (queue_level == queue_num - 1) { // 如果进程已经在最高优先级队列中,则直接将进程插入该队列尾部 enqueue(&queues[queue_level], process, size); } else { // 否则,将进程插入下一级队列的尾部 enqueue(&queues[queue_level + 1], process, size); } } // 将进程从队列中移除 void remove_process(PCB* process, int size) { int queue_level = process->queue_level; dequeue(&queues[queue_level], process, size); } // 更新进程剩余执行时间和队列级别 void update_process(PCB* process) { if (process->remain_time > time_quantum[process->queue_level]) { // 如果进程剩余执行时间大于时间片长度,则将进程从当前队列中移除,并插入下一级队列的尾部 process->remain_time -= time_quantum[process->queue_level]; process->queue_level = process->queue_level + 1 < queue_num ? process->queue_level + 1 : process->queue_level; insert_process(process, queue_num); } else { // 否则,将进程从当前队列中移除 process->remain_time = 0; remove_process(process, queue_num); } } // 获取当前时间 int get_current_time() { static int current_time = 0; return current_time++; } // 输出队列中的进程信息 void print_queue(Queue* q) { if (is_queue_empty(q)) { printf("Queue is empty\n"); } else { printf("Queue:\n"); for (int i = q->front; i != q->rear; i = (i + 1) % (q->rear + 1)) { printf(" PID: %d, Priority: %d, Burst Time: %d, Remaining Time: %d\n", q->queue[i].pid, q->queue[i].priority, q->queue[i].burst_time, q->queue[i].remain_time); } } } // 输出所有队列中的进程信息 void print_queues() { for (int i = 0; i < queue_num; i++) { printf("Queue %d:\n", i); print_queue(&queues[i]); } } int main() { // 初始化队列数量、时间片长度和时间片数组 queue_num = 5; time_slice = 1; time_quantum = (int*)malloc(sizeof(int) * queue_num); for (int i = 0; i < queue_num; i++) { time_quantum[i] = time_slice * (1 << i); } // 初始化队列 queues = (Queue*)malloc(sizeof(Queue) * queue_num); for (int i = 0; i < queue_num; i++) { init_queue(&queues[i], 100); } // 初始化进程 int process_num = 5; PCB* processes = (PCB*)malloc(sizeof(PCB) * process_num); for (int i = 0; i < process_num; i++) { processes[i].pid = i + 1; processes[i].priority = rand() % queue_num; processes[i].burst_time = rand() % 20 + 1; processes[i].remain_time = processes[i].burst_time; processes[i].queue_level = processes[i].priority; insert_process(&processes[i], queue_num); } // 执行进程调度 while (1) { int flag = 1; for (int i = 0; i < queue_num; i++) { if (!is_queue_empty(&queues[i])) { flag = 0; PCB process; dequeue(&queues[i], &process, 100); printf("Time %d: PID %d is running\n", get_current_time(), process.pid); process.remain_time -= time_quantum[process.queue_level]; if (process.remain_time > 0) { // 如果进程剩余执行时间大于0,则更新进程剩余执行时间和队列级别,并插入下一级队列的尾部 update_process(&process); } else { // 否则,打印进程结束信息 printf("Time %d: PID %d is finished\n", get_current_time(), process.pid); } break; } } if (flag) { // 如果所有队列都为空,则退出循环 break; } print_queues(); } // 销毁队列 for (int i = 0; i < queue_num; i++) { destroy_queue(&queues[i]); } // 释放内存 free(queues); free(processes); free(time_quantum); return 0; } ``` 该示例代码中,使用了一个队列数组来存储不同优先级的进程队列,每个队列使用循环队列实现。进程的优先级随机生成,进程的剩余执行时间在执行过程中动态更新,当进程剩余执行时间小于等于0时,即认为进程执行结束。每次取出队列中优先级最高的进程进行执行,并根据进程剩余执行时间和队列级别更新进程所在队列。在整个进程调度过程中,随时可以输出队列中的进程信息,方便查看调度情况。

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